火電廠環(huán)保設(shè)施智能化診斷平臺(tái)的應(yīng)用

周勇

摘 ?要：我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)電力行業(yè)發(fā)展迅速。以燃煤為主火力發(fā)電廠，燃煤產(chǎn)生的灰渣、排放含硫和氮等有毒煙氣、電廠水系統(tǒng)及脫硫等需要凈化處理。經(jīng)過多年的技術(shù)升級和增容改造，發(fā)電廠環(huán)保設(shè)施的建設(shè)已非常完善，基本上滿足國家環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。電廠的環(huán)保系統(tǒng)及大量環(huán)保設(shè)備，如何保證系統(tǒng)和設(shè)施的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行是目前急需研究和解決的問題。

關(guān)鍵詞：火電廠環(huán)保設(shè)施;智能化診斷平臺(tái);應(yīng)用

引言

科技的快速發(fā)展促進(jìn)我國電力行業(yè)有了新的、更大的發(fā)展空間。環(huán)保節(jié)能智能診斷系統(tǒng)是一個(gè)環(huán)保設(shè)施信息化管理平臺(tái)，具備數(shù)據(jù)采集、比較、分析、大數(shù)據(jù)診斷模型功能，擁有系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析、環(huán)保達(dá)標(biāo)、節(jié)能運(yùn)行等智能操作指導(dǎo)的功能。

1系統(tǒng)的框架和核心

節(jié)能智能診斷系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)和環(huán)保節(jié)能智能應(yīng)用模塊兩部分。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、工況數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和模型管理系統(tǒng);環(huán)保節(jié)能智能應(yīng)用模塊包括典型工況行業(yè)對標(biāo)、典型工況歷史尋優(yōu)、實(shí)時(shí)工況行業(yè)比較、主要設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)、工藝設(shè)備及工藝系統(tǒng)智能診斷。軟件系統(tǒng)的核心是基于數(shù)據(jù)，系統(tǒng)包含8種算法，離散型和連續(xù)型各4種。離散型算法有LinearSVM、RadialSVM、C50和Ctree算法;輸出為連續(xù)型的有Nnet、MARS、lm和glm4算法。建模算法可以在離線訓(xùn)練完成后，從后臺(tái)導(dǎo)入，在模型算法定義頁面新增和修改。智能診斷系統(tǒng)應(yīng)用模塊包括：典型工況行業(yè)對標(biāo)、典型工況歷史尋優(yōu)、實(shí)時(shí)工況行業(yè)比較、工藝設(shè)備及工藝系統(tǒng)智能診斷和關(guān)鍵設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)。根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)采集的典型工況數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工況參數(shù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)的對標(biāo)和尋優(yōu)。利用本系統(tǒng)的環(huán)保系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和工況數(shù)據(jù)分類，實(shí)現(xiàn)自處理、自尋優(yōu)的系統(tǒng)、設(shè)備智能診斷系統(tǒng)。可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域性電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，典型工況行業(yè)對標(biāo)是實(shí)現(xiàn)不同機(jī)組、不同電廠之間在相同工況、相同最優(yōu)條件下進(jìn)行的運(yùn)行指標(biāo)、參數(shù)比較。

2抗干擾解決方案

電廠一些電子設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場條件十分惡劣，如果設(shè)備抗電磁干擾的性能低，在外界強(qiáng)干擾下無法可靠運(yùn)行，難以圓滿完成監(jiān)視功能。為此，在這些環(huán)境中運(yùn)行的網(wǎng)終端必須進(jìn)行專門的抗電磁干擾設(shè)計(jì)。類似物聯(lián)網(wǎng)終端的嵌入式計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，其抗電磁干擾的能力主要通過電磁兼容性檢測來實(shí)現(xiàn)。從電磁兼容性檢測的角度，外部信號主要通過電源、外殼、信號、通信和功能地5個(gè)端口對設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響。抗電磁干擾的解決方案則需要從這5個(gè)端口著手，采取隔離、過濾、泄放等技術(shù)手段切斷干擾信號的傳播途徑、減小干擾信號的幅度，從而實(shí)現(xiàn)降低干擾信號對終端運(yùn)行的影響。通過對抗電磁干擾技術(shù)手段的分析，確保電氣隔離在抗電磁干擾設(shè)計(jì)中的有效性。

3制定有效的運(yùn)維對策

開展火電廠環(huán)保設(shè)施性能診斷工作時(shí)，首先要了解火電廠環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行狀況，根據(jù)設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀制定對應(yīng)的措施，保證設(shè)施性能診斷工作順利開展。在開展診斷工作中，應(yīng)合理的安排特定專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行環(huán)保設(shè)施的在線監(jiān)測，認(rèn)真分析監(jiān)測結(jié)果，制定有效的解決對策，減少有害物質(zhì)的排放。火電廠相關(guān)診斷工作人員定期開展診斷活動(dòng)，找出設(shè)施運(yùn)行中存在的安全隱患，確保高效、安全、科學(xué)運(yùn)行，減少工業(yè)污染物排放。

4現(xiàn)場工況操作指導(dǎo)

現(xiàn)場工況操作指導(dǎo)是專門針對環(huán)保設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行的開發(fā)，后續(xù)將根據(jù)實(shí)際需求再進(jìn)一步完善。以燃煤火電廠濕法煙氣脫硫?yàn)槔摿蛳到y(tǒng)漿液循環(huán)泵運(yùn)行操作指導(dǎo)是在系統(tǒng)智能診斷模型的基礎(chǔ)上，深度開發(fā)的多輸入多輸出的智能模型系統(tǒng)。主要功能包括：（1）系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前的工況（負(fù)荷、進(jìn)口SO2濃度），計(jì)算能耗最低、出口SO2最低的漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式。（2）用戶可以根據(jù)當(dāng)前的工況（負(fù)荷、進(jìn)口SO2濃度），自行改變pH、漿液循環(huán)泵運(yùn)行組合，診斷出口SO2濃度。（3）用戶可以改變當(dāng)前的工況（負(fù)荷、進(jìn)口SO2濃度），預(yù)測能耗最低、出口SO2最低的漿液循環(huán)泵運(yùn)行方式，診斷出口SO2濃度。（4）系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算當(dāng)前SO2平均濃度（某時(shí)段），跟據(jù)設(shè)定的SO2排放指標(biāo)值及脫硫效率等進(jìn)行比較，估算出某時(shí)段剩余時(shí)間SO2排放濃度控制值，實(shí)現(xiàn)SO2小時(shí)濃度在控制范圍內(nèi)達(dá)標(biāo)排放。（5）用戶可以根據(jù)運(yùn)行的實(shí)際情況，通過選擇不同模型以確定何時(shí)調(diào)節(jié)、如何調(diào)節(jié)整個(gè)脫硫系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)和最優(yōu)運(yùn)行效果。

5環(huán)保設(shè)備改造，節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新

火電廠發(fā)電會(huì)產(chǎn)生很多硫、氮類污染物，為了防止破壞環(huán)境，安裝固定污染源（煙氣SO2、NOX、顆粒物;污水排放）排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，嚴(yán)格監(jiān)控污染物的排放。國家加大排污監(jiān)查力度，火電廠基本上都進(jìn)行設(shè)備改造，進(jìn)行節(jié)能減排的技術(shù)創(chuàng)新。很多火電廠將功率大耗能也大的羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)換掉，改用離心機(jī)。在脫硫系統(tǒng)中，離心風(fēng)機(jī)在后續(xù)的工作中能夠節(jié)省氧化風(fēng)減溫裝置并降低減溫水的消耗量;根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)石灰石漿液系統(tǒng)中磨機(jī)、循環(huán)泵等大設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，能夠有效達(dá)到節(jié)能減排的作用，更好地響應(yīng)節(jié)能減排的國家政策。

6工藝系統(tǒng)（設(shè)備）智能診斷

工藝系統(tǒng)（設(shè)備）智能診斷系統(tǒng)是利用本環(huán)保系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和工況數(shù)據(jù)分類所建立的一套數(shù)據(jù)可選、模型可建和可調(diào)、自學(xué)習(xí)、自尋優(yōu)的智能模型系統(tǒng)。用戶可以調(diào)用已建立的模型，輸入擬診斷的參數(shù)值，診斷結(jié)果與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)比較，進(jìn)行系統(tǒng)能力診斷和設(shè)備的性能診斷。工藝設(shè)備智能診斷是針對某一設(shè)備運(yùn)行狀況的診斷分析，基于設(shè)備診斷類通用模型。進(jìn)入工藝設(shè)備智能診斷頁面，錄入電廠、機(jī)組及診斷類型名稱，點(diǎn)擊“查詢”，系統(tǒng)顯示診斷結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際值與模型診斷輸出值產(chǎn)生偏差大于設(shè)定值時(shí)，將報(bào)警提示，偏差值可以設(shè)定。若用戶需要改變輸入值，計(jì)算輸出值，則在實(shí)時(shí)診斷頁面，輸入擬診斷的參數(shù)值，點(diǎn)擊[調(diào)用模型]，系統(tǒng)調(diào)用大數(shù)據(jù)模型推算診斷結(jié)果。工藝系統(tǒng)智能診斷是針對某一系統(tǒng)運(yùn)行狀況的診斷分析，基于系統(tǒng)診斷類通用模型。進(jìn)入工藝系統(tǒng)智能診斷頁面，錄入電廠、機(jī)組及診斷類型名稱，點(diǎn)擊[查詢]，系統(tǒng)顯示診斷結(jié)果。當(dāng)前運(yùn)行實(shí)際值與模型診斷輸出值產(chǎn)生偏差大于設(shè)定值時(shí)，將報(bào)警。偏差值可以設(shè)定。診斷結(jié)果反饋給工藝系統(tǒng)中的工程控制系統(tǒng)，做閉環(huán)控制的實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。

7社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)兼顧

當(dāng)前，生態(tài)文明建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)日益完善，對環(huán)境的要求會(huì)越來越高。由于火電廠會(huì)對對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，火電廠進(jìn)行供電產(chǎn)生社會(huì)效益，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，還要注意加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，不能再以破壞環(huán)境為代價(jià)。通過技術(shù)的優(yōu)化和管理創(chuàng)新、設(shè)備的升級改造，提高資源利用效率，將廢棄物轉(zhuǎn)化為有用的資源，達(dá)到節(jié)能減排的效果，促使火電廠由污染排放型企業(yè)轉(zhuǎn)化為超凈排放的環(huán)境保護(hù)型產(chǎn)業(yè)，來提升經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，轉(zhuǎn)變發(fā)展策略，實(shí)現(xiàn)國家的高質(zhì)量發(fā)展。

結(jié)語

火電廠環(huán)保設(shè)施智能化診斷平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了火電廠環(huán)保設(shè)施智能診斷和生產(chǎn)優(yōu)化。大數(shù)據(jù)分析源于對歷史數(shù)據(jù)的提取，工況的劃分，數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)質(zhì)量都將影響分析結(jié)果，需要進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)工藝，理清數(shù)據(jù)之間的基本關(guān)系，優(yōu)化環(huán)保節(jié)能智能診斷系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

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